DE202015104356U1 - Ionization electrode, use thereof and gas burner with such an ionization electrode - Google Patents

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Abstract

Ionisationselektrode (10) mit einem langgestreckten, insbesondere drahtförmigen Elektrodenkörper (11) aus einem bis mindestens 1200°C zunder- und formbeständigem Material, dadurch gekennzeichnet, dass der drahtförmige Elektrodenkörper (11) durch einen entsprechend langgestreckten bzw. drahtförmigen Körper, insbesondere Versteifungsdraht (12) desselben Materials unter Ausbildung einer „Doppeldrahtelektrode” (13) versteift ist.Ionization electrode (10) having an elongate, in particular wire-shaped electrode body (11) made of a material resistant to at least 1200 ° C scale and shape, characterized in that the wire-shaped electrode body (11) by a correspondingly elongated or wire-shaped body, in particular stiffening wire (12 ) of the same material to form a "double wire electrode" (13) is stiffened.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ionisationselektrode gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, die Verwendung einer solchen Ionisationselektrode zur Flammenüberwachung eines Gasbrenners, sowie einen Gasbrenner mit einer Flammenüberwachung, die eine Ionisationselektrode der hier fraglichen Art umfasst.The present invention relates to an ionization electrode according to the preamble of claim 1, the use of such an ionization electrode for flame monitoring of a gas burner, as well as a gas burner with a flame monitoring, which comprises an ionization of the type in question here.

Ionisationselektroden mit einem jeweils langgestreckten, insbesondere drahtförmigen Elektrodenkörper aus einem bis mindestens 1200°C zunder- und formbeständigem Material sind allgemein bekannt. Diese Elektroden dienen zur permanenten Flammenüberwachung. Dabei macht man sich die Erkenntnis zunutze, dass bei Vorhandensein einer Gasflamme die Luftstrecke ionisiert wird. Mit der Ionisierung verbunden ist ein Gleichrichtereffekt, der bei einem Potentialunterschied zwischen Elektrode und Brenner einen Stromfluss zur Elektrode bewirkt. Dieser Stromfluss wird von einer Elektronik ausgewertet bzw. aufgearbeitet und dient somit zur Flammenüberwachung, insbesondere zur Steuerung des Gaszuflusses. Auf diese Art und Weise kann auch die Verbrennung stabilisiert werden.Ionization electrodes with a respective elongated, in particular wire-shaped electrode body made of a material resistant to at least 1200 ° C. scale and shape are generally known. These electrodes are used for permanent flame monitoring. It makes use of the knowledge that in the presence of a gas flame, the air gap is ionized. Connected to the ionization is a rectifier effect, which causes a current flow to the electrode in the case of a potential difference between electrode and burner. This current flow is evaluated or processed by an electronic unit and thus serves for flame monitoring, in particular for controlling the gas inflow. In this way, the combustion can be stabilized.

Es sei an dieser Stelle auch noch angemerkt, dass man unter Zunderbeständigkeit den Widerstand eines Werkstoffs gegen Verzunderung versteht, wobei Verzunderung eine durch direkte Oxidation mit Sauerstoff verursachte Korrosion eines Metalls ist, bei der sich eine dichte Oxid(schutz)-Schicht auf dem Werkstoff bildet. Eine gute Zunderbeständigkeit ist in der Regel auf einen hohen Chromgehalt von Stahl zurückzuführen und kann durch weitere Zusätze von Aluminium, Silizium oder dergleichen noch erhöht werden. Damit Elektroden bei Heizungsbrennern den dort auftretenden hohen Temperaturen dauerhaft standhalten können, werden sie häufig aus einem Werkstoff mit einer Zunderbeständigkeit von wenigstens über 1200°C, vorzugsweise bis zu 1450°C gebildet.It should also be noted at this point that scaffolding refers to the resistance of a material to scaling, scaling being a corrosion of a metal caused by direct oxidation with oxygen, forming a dense oxide (protection) layer on the material , A good scale resistance is usually due to a high chromium content of steel and can be increased by further additions of aluminum, silicon or the like. In order for electrodes in heating torches to withstand the high temperatures occurring there permanently, they are often formed from a material with a resistance to scale of at least over 1200 ° C., preferably up to 1450 ° C.

Ionisationselektroden der eingangs genannten Art, die in der Regel stab- bzw. drahtförmig ausgebildet sind, sind so im Brennraum befestigt, dass sie mit ihrer Spitze in den Flammenbereich ragen. Beim Betrieb des Brenners vervollständigt die Flamme die Überwachungs-Reihenschaltung von

  • – Ionisationselektrode
  • – Flamme
  • – Brenner
  • – Versorgungsspannung
so, dass ein Ionisationsstrom fließt. Der Ionisationsstrom wird in einer Steuerelektronik selektiert und ohne Aufbereitung als Eingangssignal einer Steuerlogik zugeführt. Die Steuerlogik stellt fest, ob ein Strom fließt oder nicht fließt. Da sich die Ionisationselektrode während des Betriebs dauernd in dem Flammenbereich befindet, muss sie sowohl zunderfest als auch formbeständig sein.Ionization of the aforementioned type, which are generally rod-shaped or wire-shaped, are mounted in the combustion chamber, that they protrude with its tip in the flame area. During operation of the burner, the flame completes the monitoring series connection of
  • - Ionization electrode
  • - Flame
  • - Burner
  • - Supply voltage
such that an ionization current flows. The ionization current is selected in a control electronics and fed without processing as input to a control logic. The control logic determines if a current is flowing or not flowing. Since the ionization electrode is constantly in the flame area during operation, it must be both solid and dimensionally stable.

Ionisationselektroden der eingangs genannten Art sind u. a. aus der DE 10 2010 004 345 A1 bekannt. Dort geht es um eine Elektrode, die aufgrund des verwendeten Grundmaterials langfristig unbeschadet Temperaturen von bis zu 1200°C aushalten kann. Darüber hinaus wird dort vorgeschlagen, den langgestreckten, insbesondere stab- bzw. drahtförmigen Elektrodenkörper mit einem Elektrodenkörperergänzungsteil aus einem Werkstoff mit einer Zunderbeständigkeit von weniger als 1000°C zu versehen. Damit soll erreicht werden, dass ein möglicher Signalabfall kurz nach dem Brennerstart überbrückt wird.Ionization electrodes of the type mentioned are inter alia from the DE 10 2010 004 345 A1 known. It is about an electrode that can withstand long-term undamaged temperatures of up to 1200 ° C due to the base material used. Moreover, there it is proposed to provide the elongate, in particular rod-shaped or wire-shaped electrode body with an electrode body supplementary part made of a material with a scale resistance of less than 1000 ° C. This is to ensure that a possible signal drop is bridged shortly after the burner start.

Bei der vorliegenden Erfindung geht es ebenfalls um eine Verbesserung des Überwachungsverhaltens und der Biegesteifigkeit einer Ionisationselektrode. Dabei wurde erkannt, dass die bisher vorliegenden Lösungen nach wie vor einem starken Verschleiß im Hinblick auf das Ionisationssignal unterliegen. Nach längerer Betriebszeit schwächt sich das Ionisationssignal ab, welches insbesondere beim Startvorgang für eine sichere Zündung entscheidend ist.The present invention is also concerned with improving the monitoring performance and flexural rigidity of an ionization electrode. It was recognized that the previously available solutions are still subject to heavy wear in terms of the ionization signal. After a prolonged period of operation, the ionization signal weakens, which is crucial for reliable ignition, in particular during the starting process.

Um die Biegesteifigkeit einer Ionisationselektrode zu erhöhen und um auch eine größere Oberfläche derselben zu erreichen, die einem Signalabfall insbesondere beim Brennerstart entgegenwirken könnte, könnte man daran denken, den Durchmesser der stab- bzw. drahtförmigen Elektrode zu erhöhen. Eine solche Durchmesservergrößerung hat jedoch mehrere Nachteile. So müsste das Material, insbesondere die für eine Elektrode verwendete Keramik geändert werden, was die einmaligen und laufenden Herstellkosten erhöhen würde. Eine größere Elektrode bedeutet mehr Material, welches die Aufwärmphase verlängert. Während der Aufwärmphase ist das Ionisationssignal dementsprechend schwächer und lässt sich schlechter messen.In order to increase the bending stiffness of an ionization electrode and also to achieve a larger surface area of the same, which could counteract a signal drop, especially at the burner start, it might be thought to increase the diameter of the rod or wire-shaped electrode. However, such an increase in diameter has several disadvantages. Thus, the material, in particular the ceramic used for an electrode would have to be changed, which would increase the one-off and ongoing production costs. A larger electrode means more material that prolongs the warm-up phase. During the warm-up phase, the ionization signal is correspondingly weaker and can be measured worse.

Des Weiteren hat man festgestellt, dass sich herkömmliche Ionisationselektroden aufgrund der Schwerkraft bei den im Flammenbereich hohen Temperaturen deformieren, was im Extremfall zu einem Kurzschluss mit dem Brenner führen kann.Furthermore, it has been found that conventional ionization electrodes deform due to gravity at high temperatures in the flame region, which in extreme cases can lead to a short circuit with the burner.

Erfindungsgemäß werden die vorgenannten Probleme bzw. Ziel dadurch gelöst bzw. erreicht, dass der drahtförmige Elektrodenkörper der Ionisationselektrode durch einen entsprechend langgestreckten bzw. drahtförmigen Körper, insbesondere Versteifungsdraht desselben Materials unter Ausbildung einer „Doppeltdrahtelektrode” versteift ist. Eine solche „Doppeldrahtelektrode” hat folgende Vorteile:

  • 1. Das Ionisationssignal ist höher und stabiler gegenüber einer herkömmlichen „Einfachelektrode”. Diese Erkenntnis ist von großer Wichtigkeit, da durch Alterungsprozesse das Ionisationssignal mit steigender Betriebsdauer abnimmt. Ein ausreichendes Ionisationssignal ist jedoch zur eindeutigen Flammenerkennung notwendig.
  • 2. Die Biegesteifigkeit der Elektrode wird erhöht. Dies ist insbesondere in dem Bereich wichtig, in dem die Elektrode den höchsten Temperaturen ausgesetzt ist. Durch die Versteifung wird verhindert, dass sich die Elektrode während ihrer Einsatzdauer verformt, insbesondere unter ihrem Eigengewicht, wobei sich die Ionisationselektroden in der Regel jeweils etwa horizontal in die Flammen hineinerstrecken.
According to the invention, the above-mentioned problems or objectives are achieved or achieved in that the wire-shaped electrode body of the ionization electrode is stiffened by a correspondingly elongated or wire-shaped body, in particular stiffening wire of the same material to form a "double-wire electrode". Such a "double wire electrode" has the following advantages:
  • 1. The ionization signal is higher and more stable compared to a conventional "single electrode". This finding is of great importance, since the ionization signal decreases with increasing operating time due to aging processes. However, a sufficient ionization signal is necessary for clear flame detection.
  • 2. The bending stiffness of the electrode is increased. This is particularly important in the area where the electrode is exposed to the highest temperatures. The stiffening prevents the electrode from deforming during its duration of use, in particular under its own weight, with the ionization electrodes usually extending approximately horizontally into the flames in each case.

Dabei ist wichtig, dass sowohl die Elektrode selbst, als auch der zugeordnete Versteifungsdraht aus ein und demselben Material hergestellt sind, insbesondere Kanthal A1, APM®, Haynes 230W® oder CrAl 20-5. Dabei handelt es sich jeweils um eine aluminium- oder auch siliziumhaltige Stahllegierung hoher Zunderbeständigkeit von über 1200°C.It is important that both the electrode itself as well as the associated stiffening wire from the same material are produced, in particular Kanthal A1, APM ®, Haynes ® 230W or CrAl 20-5. These are in each case an aluminum- or silicon-containing steel alloy with high scale resistance of more than 1200 ° C.

Da nur der Elektrodendraht, nicht jedoch der Versteifungsdraht durch die Keramik geführt werden, kann eine kostengünstige Standardkeramik ohne Anpassungen verwendet werden.Since only the electrode wire, but not the stiffening wire are passed through the ceramic, a low-cost standard ceramic can be used without adjustments.

Vorzugsweise erstreckt sich der Versteifungsdraht etwa parallel zum drahtförmigen Elektrodenkörper und weist auch dieselben Dimensionen wie der Elektrodenkörper auf, nämlich Durchmesser und insbesondere auch Länge.Preferably, the stiffening wire extends approximately parallel to the wire-shaped electrode body and also has the same dimensions as the electrode body, namely diameter and in particular also length.

Zur Erhöhung der Formstabilität und auch gegenseitigen Zuordnung von drahtförmigem Elektrodenkörper einerseits und Versteifungsdraht andererseits sind der Versteifungsdraht und der drahtförmige Elektrodenkörper zumindest abschnittsweise fest miteinander verbunden, insbesondere verschweißt. Zu diesem Zweck eignet sich vor allem eine Laserschweißung, die sehr präzise und verformungsfrei durchgeführt werden kann.To increase the dimensional stability and mutual assignment of wire-shaped electrode body on the one hand and stiffening wire on the other hand, the stiffening wire and the wire-shaped electrode body are at least partially firmly connected to each other, in particular welded. Especially suitable for this purpose is a laser welding, which can be carried out very precisely and without deformation.

Bei einer konkreten Ausführungsform weisen Versteifungsdraht und der zugeordnete drahtförmige Elektrodenkörper eine Länge von 20 bis 100 mm, insbesondere etwa 84 mm, und einen Durchmesser von 2,0 bis 4,0 mm, insbesondere von 3,0 mm auf. Bei diesen Dimensionen erhält man mittels des zusätzlichen Versteifungsdrahtes ein deutlich höheres Ionisationssignal, da die Oberfläche der Elektrode insgesamt durch den zusätzlichen Versteifungsdraht erheblich vergrößert wird. Dies ist insbesondere in der Startphase entscheidend, in welcher es die Hauptaufgabe der Elektrode ist, ein Flammensignal zu detektieren.In a specific embodiment, stiffening wire and the associated wire-shaped electrode body have a length of 20 to 100 mm, in particular about 84 mm, and a diameter of 2.0 to 4.0 mm, in particular of 3.0 mm. With these dimensions, a significantly higher ionization signal is obtained by means of the additional stiffening wire, since the surface of the electrode as a whole is considerably increased by the additional stiffening wire. This is particularly important in the starting phase, in which the main task of the electrode is to detect a flame signal.

Gleichzeitig wird durch den zweiten Versteifungsdraht die Biegesteifigkeit der Elektrode insgesamt erhöht. Wie eingangs dargelegt, kann es durch die thermische Belastung bei Temperaturen von über 1100°C und durch das Eigengewicht der Elektrode zu einer Verformung der Elektrode kommen, welche dann mit dem Brenner einen Kurzschluss verursacht. Die Elektrode erstreckt sich in der Regel etwa horizontal in einem Abstand von ca. 5 bis 20 mm über dem Brenner bzw. der Brenneroberfläche. Bei einer Verformung der Elektrode aufgrund des Eigengewichtes nach unten zum Brenner hin kann es dann bei nicht ausreichender Biegesteifigkeit zu dem erwähnten Kurzschluss kommen. Dabei ist zu bedenken, dass der Brenner bzw. die den Flammen zugeordnete Seite des Brenners in Bezug auf die Ionisationselektrode einen Plus-Pol (technische Stromrichtung) definiert. Die Ionisationselektrode selbst definiert einen Minus-Pol.At the same time, the flexural rigidity of the electrode as a whole is increased by the second stiffening wire. As stated at the outset, the thermal load at temperatures above 1100 ° C. and the weight of the electrode may lead to a deformation of the electrode, which then causes a short-circuit with the burner. The electrode usually extends approximately horizontally at a distance of about 5 to 20 mm above the burner or the burner surface. With a deformation of the electrode due to its own weight down to the burner, the insufficient short-circuit may lead to the mentioned short circuit. It should be remembered that the burner or the burner associated with the flames with respect to the ionization electrode defines a positive pole (technical current direction). The ionization electrode itself defines a minus pole.

Durch die erfindungsgemäße Lösung mit zusätzlichem Versteifungsdraht wird die Biegesteifigkeit der Elektrode um den Faktor 5 vergrößert und somit eine Verformung in Richtung zum Brenner hin weitgehend ausgeschlossen.The inventive solution with additional stiffening wire, the flexural rigidity of the electrode is increased by a factor of 5, and thus largely precludes deformation in the direction of the burner.

Wie ebenfalls oben ausgeführt, hätte man eine Oberflächenvergrößerung auch durch einen größeren Elektrodendurchmesser erreichen können; dann hätte man aber nicht die zuletzt genannte erheblich größere Biegesteifigkeit erreicht. Gleiches gilt, wenn man den Elektrodendraht einfach verlängert hätte. Ein größerer Durchmesser des Elektrodendrahts hätte außerdem den Nachteil, dass es länger dauert, bis der Draht die Betriebstemperatur erreicht, was für das Ionisationssignal während der Startphase hinderlich ist. Außerdem müsste eine Sonderkeramik angefertigt werden, um einen Draht mit größerem Durchmesser einzufassen, was herstellungstechnisch nicht gewünscht ist.As also stated above, one could have achieved a surface enlargement by a larger electrode diameter; but then you would not have achieved the last-mentioned considerably greater bending stiffness. The same applies if you had simply extended the electrode wire. A larger diameter of the electrode wire would also have the disadvantage that it takes longer for the wire to reach the operating temperature, which is a hindrance to the ionization signal during the starting phase. In addition, a special ceramic would have to be made to enclose a wire with a larger diameter, which is not desired in terms of manufacturing technology.

Wie sich den vorstehenden Ausführungen entnehmen lässt, eignet sich die erfindungsgemäße Ionisationselektrode insbesondere zur Flammenüberwachung eines Gasbrenners. Dafür soll sie vornehmlich verwendet werden.As can be seen from the above explanations, the ionization electrode according to the invention is particularly suitable for flame monitoring of a gas burner. For this purpose, it should be used primarily.

Die Erfindung betrifft auch einen Gasbrenner mit einer Flammenüberwachung aus einer Reihenschaltung von

  • – Ionisationselektrode der erfindungsgemäßen Art,
  • – Flamme,
  • – Brenner und
  • – Versorgungsspannung,
wobei die Ionisationselektrode in die Flamme ragt und einen Ionisationsstrom zur Kennzeichnung des Betriebes des Gasbrenners abgibt, wodurch die Gaszufuhr über ein Ventil einstellbar ist.The invention also relates to a gas burner with a flame monitoring of a series circuit of
  • Ionisation electrode of the type according to the invention,
  • - Flame,
  • - burners and
  • - supply voltage,
wherein the ionization electrode projects into the flame and an ionization current for characterizing the Operation of the gas burner gives off, whereby the gas supply is adjustable via a valve.

Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ionisationselektrode und auch die Einordnung derselben innerhalb eines Gasbrenners anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt inHereinafter, a preferred embodiment of an ionization electrode according to the invention and also the arrangement thereof within a gas burner will be explained in more detail with reference to the accompanying drawing. This shows in

1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Ionisationselektrode in perspektivischer Ansicht; 1 an embodiment of an inventively designed ionization electrode in a perspective view;

2 einen Teil der Elektrode gem. 1 in Rückansicht; 2 a part of the electrode acc. 1 in rear view;

3 einen Teil der erfindungsgemäßen Elektrode in Seitenansicht; 3 a part of the electrode according to the invention in side view;

4 die Anordnung einer erfindungsgemäßen Ionisationselektrode innerhalb der Anordnung eines Gasbrenners in schematischer Darstellung;
und
4 the arrangement of an ionization electrode according to the invention within the arrangement of a gas burner in a schematic representation;
and

5 einen Teil der Anordnung gem. Fig. in vergrößertem Maßstab. 5 a part of the arrangement acc. Fig. On an enlarged scale.

In den 1 bis 3 ist eine erfindungsgemäße Ionisationselektrode 10 mit einer sog. „Doppeldrahtelektrode” 13 dargestellt. Die „Doppeldrahtelektrode” 13 wird definiert durch einen langgestreckten, nämlich drahtförmigen Elektrodenkörper 11 aus einer aluminium- oder auch siliziumhaltigen Stahllegierung, insbesondere aus dem Werkstoff Kanthal APM®, und einen sich parallel dazu erstreckenden und mit dem Elektrodenkörper 11 fest verbundenen Versteifungsdraht 12 aus demselben Material wie der drahtförmige Elektrodenkörper 11. Der Werkstoff von Elektrodenkörper 11 und Versteifungsdraht 12 ist mindestens bis zu 1200°C zunder- und formbeständig.In the 1 to 3 is an ionization electrode according to the invention 10 with a so-called "double wire electrode" 13 shown. The "double wire electrode" 13 is defined by an elongated, namely wire-shaped electrode body 11 from an aluminum or silicon-containing steel alloy, in particular from the material Kanthal APM® , and a parallel extending and with the electrode body 11 firmly connected stiffening wire 12 of the same material as the wire-shaped electrode body 11 , The material of electrode body 11 and stiffening wire 12 is at least up to 1200 ° C scale and dimensionally stable.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die „Doppeldrahtelektrode” 13 zwei Umlenk- bzw. Knickbereiche 20, 21. Damit lässt sich die Ionisationselektrode 10 platzsparender innerhalb des Gasbrenners in Zuordnung zu den Flammen montieren. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die ”Doppeldrahtelektrode” durchgehend langgestreckt ist, d. h. ohne Umlenk- oder Knickbereiche.In the illustrated embodiment, the "double wire electrode" includes 13 two deflection or bending areas 20 . 21 , This allows the ionization electrode 10 save space within the gas burner in association with the flames mount. In principle, it is also conceivable that the "double wire electrode" is continuously elongated, ie without deflection or bending areas.

Der drahtförmige Elektrodenkörper 11 erstreckt sich durch einen keramischen Isolierkörper 22 hindurch. Dieser im vorliegenden Fall zylindrisch ausgebildete Isolierkörper 22 umfasst eine Halteplatte 23, mittels der die Befestigung der Ionisationselektrode 10 am Gasbrennergehäuse erfolgt. An der der „Doppeldrahtelektrode” gegenüberliegenden Seite des Isolierkörpers 22 ist der drahtförmige Elektrodenkörper 11 mit einem Steckkontakt 24 koppelbar, über den dann die Verbindung zu einer Versorgungsspannung erfolgt.The wire-shaped electrode body 11 extends through a ceramic insulator 22 therethrough. This cylindrically formed in the present case insulating body 22 includes a retaining plate 23 , by means of fixing the ionization electrode 10 takes place at the gas burner housing. At the "double wire electrode" opposite side of the insulator 22 is the wire-shaped electrode body 11 with a plug contact 24 can be coupled via which then the connection to a supply voltage takes place.

Der zylindrische Isolierkörper 22 weist an der der „Doppeldrahtelektrode” 13 zugewandten Seite einen Ringspalt auf, der eine sog. „Kriechstrecke” definiert. Damit werden Kleberückstände an der Elektrode vermieden.The cylindrical insulating body 22 indicates the "double wire electrode" 13 facing an annular gap, which defines a so-called. "Creepage distance". This prevents adhesive residues on the electrode.

Die Befestigung und Abdichtung zwischen Isolierkörper 22 und Halteplatte 23 erfolgt mittels Presspassung und Silikon.The attachment and sealing between insulator 22 and holding plate 23 done by means of press fit and silicone.

Des Weiteren sei darauf hingewiesen, dass der drahtförmige Elektrodenkörper 11 innerhalb des Isolierkörpers 22 vorzugsweise drehfest verklebt ist.Furthermore, it should be noted that the wire-shaped electrode body 11 inside the insulating body 22 is preferably glued rotatably.

Der Versteifungsdraht 12 erstreckt sich nur bis zum Isolierkörper, d. h. steht an diesem an, während der drahtförmige Elektrodenkörper 11 sich durch den Isolierkörper 22 hindurch erstreckt, um mit der entsprechenden Versorgungsspannung verbunden werden zu können.The stiffening wire 12 extends only to the insulator, ie stands on this, while the wire-shaped electrode body 11 through the insulating body 22 extends through to be connected to the corresponding supply voltage can.

Die Verbindung zwischen drahtförmigem Elektrodenkörper 11 und Versteifungsdraht 12 erfolgt entsprechend 2 mittels im Längsabstand voneinander angeordneten Schweißabschnnitten. Konkret sind bei der dargestellten Ausführungsform 4 Schweißabschnitte vorgesehen. Diese Schweißabschnitte werden jeweils durch entsprechendes Laserschweißen ohne Zusatzwerkstoff erhalten. Vorzugsweise erfolgt die Verschweißung an beiden Seiten der „Doppeldrahtelektrode” 13.The connection between the wire-shaped electrode body 11 and stiffening wire 12 takes place accordingly 2 by means of longitudinally spaced apart Schweißabschnnitten. Concrete are in the illustrated embodiment 4 Welding sections provided. These welding sections are each obtained by appropriate laser welding without additional material. Preferably, the welding takes place on both sides of the "double wire electrode" 13 ,

Anhand der 4 und 5 lässt sich die Anordnung der erfindungsgemäßen Ionisationselektrode 10 gemäß den 1 bis 3 innerhalb eines Gasbrenners 15 erkennen. Der Gasbrenner 15 umfasst ein Gehäuse 26. An der Oberseite des Gehäuses 26 sind Öffnungen vorgesehen, durch die Brenngas nach außen strömen und sich unter Ausbildung von Flammen 16 entzünden kann. Die Gaszufuhr erfolgt an der Unterseite des Gehäuses 26 über einen Gaszufuhrkanal 27. Innerhalb dieses Gaszufuhrkanals ist ein Ventil 28 angeordnet, welches über einen Solenoid 29 aus einer Schließ- in eine Offenstellung und umgekehrt sowie in beliebige Zwischenstellungen zwischen Schließ- und Offenstellung bewegbar ist, und zwar abhängig von der Steuerlogik eines elektronischen Steuergeräts 30. Dieses Steuergerät 30 ist über einen Zünd-Transformator 31 mit einer Zündelektrode 32 verbunden. Diese Zündelektrode ist bei der dargestellten Ausführungsform der Ionisationselektrode gegenüberliegend angeordnet.Based on 4 and 5 can be the arrangement of the ionization electrode according to the invention 10 according to the 1 to 3 inside a gas burner 15 detect. The gas burner 15 includes a housing 26 , At the top of the case 26 openings are provided through which fuel gas flow outward and to form flames 16 can ignite. The gas is supplied at the bottom of the housing 26 via a gas supply channel 27 , Within this gas supply channel is a valve 28 arranged, which via a solenoid 29 from a closed to an open position and vice versa and in any intermediate positions between closed and open position is movable, depending on the control logic of an electronic control unit 30 , This controller 30 is via an ignition transformer 31 with a ignition electrode 32 connected. This ignition electrode is arranged opposite to the ionization electrode in the illustrated embodiment.

Die Ionisationselektrode 10, die mit der oben beschriebenen „Doppeldrahtelektrode” 13 in die Flammen ragt, definiert einen Minus-Pol. Demgegenüber definiert die den Flammen 16 zugeordnete Seite des Gehäuses 26 einen Plus-Pol. Zwischen diesen beiden Polen herrscht eine Gleichspannung von etwa 20 bis 100 V.The ionization electrode 10 used with the "double wire electrode" described above 13 into the flames defines a minus pole. In contrast, that defines the flames 16 associated page of the housing 26 a plus pole. Between these two poles there is a DC voltage of about 20 to 100 V.

Das elektronische Steuergerät 30 ist an einer Wechselspannung angeschlossen, hier etwa 230 V.The electronic control unit 30 is connected to an AC voltage, here about 230 V.

Wie schon oben ausgeführt, wird bei Vorhandensein einer Gasflamme 16 die Luftstrecke bzw. Luft zwischen Brennergehäuse und Ionisationselektrode 10 ionisiert. In 5 ist der Ionenfluss schematisch dargestellt.As stated above, in the presence of a gas flame 16 the air gap or air between burner housing and ionization electrode 10 ionized. In 5 the ion flow is shown schematically.

Zum Gehäuse 26 wandern Minus-Ionen und zur „Doppeldrahtelektrode” 13 wandern Plus-Ionen. Mit dieser Ionisierung und Ionenwanderung ist ein Gleichrichtereffekt verbunden, der einen Stromfluss zur Elektrode bewirkt; und dieser Stromfluss wird von dem elektronischen Steuergerät 30 ausgewertet und zur Steuerung des Solenoids 29 und damit des Ventils 28 verwertet. Durch das Ventil 28 wird die Gaszufuhr 18 geregelt.To the housing 26 migrate negative ions and to the "double wire electrode" 13 wander plus ions. With this ionization and ion migration, a rectifier effect is connected, which causes a current flow to the electrode; and this current flow is from the electronic control unit 30 evaluated and used to control the solenoid 29 and thus the valve 28 recycled. Through the valve 28 will the gas supply 18 regulated.

Mit der Bezugsziffer 17 ist in 4 ganz allgemein die „Versorgungsspannung” an der Ionisationselektrode im Bereich von 20 bis 100 V gekennzeichnet.With the reference number 17 is in 4 generally the "supply voltage" at the ionization electrode in the range of 20 to 100 V marked.

Mit der Bezugsziffer 19 sind innerhalb des Gasbrenners wirksame Gas-Umlenkelemente, insbesondere -Bleche gekennzeichnet, bei denen es sich um allgemein bekannte Maßnahmen innerhalb eines Gasbrenners handelt.With the reference number 19 are characterized within the gas burner effective gas deflecting elements, in particular sheets, which are well-known measures within a gas burner.

Zu dem Zünd-Transformator 31 sei noch erwähnt, dass durch diesen eine Zündspannung in der Größenordnung von 5 bis 25 kV erzeugbar ist.To the ignition transformer 31 it should be mentioned that an ignition voltage in the order of 5 to 25 kV can be generated by this.

Zur 5 sei des Weiteren nochmals erwähnt, dass es sich bei den Plus- und Minus-Ionen um Ionen der durch die Flammen bzw. deren Wärme und Licht ionisierten Luft handelt, die ja nach Polarisierung zur „Doppeldrahtelektrode” 13 oder zum Gehäuse 26 wandern.to 5 It should also be mentioned again that the plus and minus ions are ions of the air ionized by the flames or their heat and light, which after polarization becomes the "double wire electrode". 13 or to the case 26 hike.

Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.All disclosed in the application documents features are claimed as essential to the invention, as far as they are new individually or in combination over the prior art.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Ionisationselektrodeionisation
1111
drahtförmiger Elektrodenkörperwire-shaped electrode body
1212
Versteifungsdrahtstiffening wire
1313
DoppeldrahtelektrodeDouble wire electrode
1414
Schweißabschnittewelding portions
1515
Gasbrennergas burner
1616
Flammeflame
1717
Versorgungsspannungsupply voltage
1818
Gaszufuhrgas supply
1919
Umlenkelementedeflecting
2020
Knickbereichbend region
2121
Knickbereichbend region
2222
Isolierkörperinsulator
2323
HalteplatteRetaining plate
2424
Steckkontaktplug contact
2525
Umfangsrillencircumferential grooves
2626
Brennerburner
2727
GaszufuhrkanalGas supply channel
2828
VentilValve
2929
Solenoidsolenoid
3030
Elektronisches SteuergerätElectronic control unit
3131
Zünd-TransformatorIgnition transformer
3232
Zündelektrodeignition electrode

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102010004345 A1 [0005] DE 102010004345 A1 [0005]

Claims (9)

Ionisationselektrode (10) mit einem langgestreckten, insbesondere drahtförmigen Elektrodenkörper (11) aus einem bis mindestens 1200°C zunder- und formbeständigem Material, dadurch gekennzeichnet, dass der drahtförmige Elektrodenkörper (11) durch einen entsprechend langgestreckten bzw. drahtförmigen Körper, insbesondere Versteifungsdraht (12) desselben Materials unter Ausbildung einer „Doppeldrahtelektrode” (13) versteift ist.Ionization electrode ( 10 ) with an elongated, in particular wire-shaped electrode body ( 11 ) made of a material resistant to at least 1200 ° C scale and shape, characterized in that the wire-shaped electrode body ( 11 ) by a correspondingly elongated or wire-shaped body, in particular stiffening wire ( 12 ) of the same material to form a "double wire electrode" ( 13 ) is stiffened. Ionisationselektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Versteifungsdraht (12) sich etwa parallel zum drahtförmigen Elektrodenkörper (11) erstreckt.Ionization electrode according to claim 1, characterized in that the stiffening wire ( 12 ) approximately parallel to the wire-shaped electrode body ( 11 ). Ionisationselektrode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Versteifungsdraht (12) etwa dieselben Dimensionen, nämlich Durchmesser und/oder Länge aufweist wie der drahtförmige Elektrodenkörper (11).Ionization electrode according to claim 1 or 2, characterized in that the stiffening wire ( 12 ) has approximately the same dimensions, namely diameter and / or length as the wire-shaped electrode body ( 11 ). Ionisationselektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Versteifungsdraht (12) und der drahtförmige Elektrodenkörper (11) zumindest abschnittsweise fest miteinander verbunden, insbesondere verschweißt sind.Ionization electrode according to one of claims 1 to 3, characterized in that the stiffening wire ( 12 ) and the wire-shaped electrode body ( 11 ) at least partially firmly connected to each other, in particular welded. Ionisationselektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Versteifungsdraht (12) und/oder der drahtförmige Elektrodenkörper (11) eine Länge von 20–120 mm, insbesondere etwa 84 mm, und einen Durchmesser von 2,0 bis 4,0 mm, insbesondere etwa 3,0 mm aufweisen.Ionization electrode according to one of claims 1 to 4, characterized in that the stiffening wire ( 12 ) and / or the wire-shaped electrode body ( 11 ) have a length of 20-120 mm, in particular about 84 mm, and a diameter of 2.0 to 4.0 mm, in particular about 3.0 mm. Ionisationselektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der drahtförmige Elektrodenkörper (11) als auch der Versteifungsdraht (12) aus einer Stahllegierung, insbesondere Kanthal A1, APM® oder Haynes 230W® bestehen.Ionization electrode according to one of claims 1 to 5, characterized in that both the wire-shaped electrode body ( 11 ) as well as the stiffening wire ( 12 ) consist of a steel alloy, in particular Kanthal A1, APM ® or Haynes 230W ® . Ionisationselektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass nur der Elektrodenkörper (11), nicht jedoch der Versteifungsdraht (12) durch den Isolierkörper (22) geführt werden.Ionization electrode according to one of claims 1 to 5, characterized in that only the electrode body ( 11 ), but not the stiffening wire ( 12 ) through the insulating body ( 22 ). Verwendung einer Ionisationselektrode (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Flammenüberwachung eines Gasbrenners (15).Use of an ionization electrode ( 10 ) according to one of claims 1 to 6 for flame monitoring of a gas burner ( 15 ). Gasbrenner (15) mit einer Flammenüberwachung aus einer Reihenschaltung von – Ionisationselektrode (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, – Flamme (16), – Brenner (26) und – Versorgungsspannung (17), wobei die Ionisationselektrode (10) mit ihrem Elektrodenkörper (11) bzw. ihrer „Doppeldrahtelektrode” (13) in die Flamme (16) ragt und einen Ionisationsstrom zur Kennzeichnung des Betriebes des Gasbrenners (15) abgibt, wodurch die Gaszufuhr (18) über ein Ventil (28) einstellbar ist.Gas burner ( 15 ) with a flame monitoring of a series connection of - ionization electrode ( 10 ) according to one of claims 1 to 6, - flame ( 16 ), - burners ( 26 ) and - supply voltage ( 17 ), the ionization electrode ( 10 ) with its electrode body ( 11 ) or its "double wire electrode" ( 13 ) into the flame ( 16 ) and an ionization current for characterizing the operation of the gas burner ( 15 ), whereby the gas supply ( 18 ) via a valve ( 28 ) is adjustable.
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R151 Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years
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